Quando 10,00 g de açúcar é queimado ao ar os produtos obtidos foram CO2(14,7 g) e H2 O(6,0 g). Sabendo que o açúcar é constituído de Carbono, Hidrogênio e Oxigênio, Determine a fórmula empírica e molecular sabendo que a massa molar do composto é 1 8 0 g / mol.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão nos pede para encontrar a fórmula empírica e molecular de um açúcar. Estamos trabalhando com a matéria de estequiometria, especificamente com combustão e determinação de fórmulas químicas. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de massa molar, conversão de massas em mols e relações entre os elementos na fórmula do composto.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que aconteceu na combustão. Quando 10 g de açúcar queimaram, produziram 14,7 g de $ \mathrm{CO}_2 $ e 6,0 g de $ \mathrm{H}_2\mathrm{O} $. Isso significa que todo o carbono do açúcar virou $ \mathrm{CO}_2 $ e todo o hidrogênio virou $ \mathrm{H}_2\mathrm{O} $. O oxigênio que falta no açúcar está no próprio composto. Vamos calcular quantos mols de carbono e hidrogênio temos.

Passo 3

Vamos começar calculando os mols de $ \mathrm{CO}_2 $ produzidos:
CO2
Massa molar do CO2 = 12 , (C) + 2 times 16 , (O) = 44 , g/mol
Cada mol de $ \mathrm{CO}_2 $ contém 1 mol de carbono, então temos 0,334 mol de C.

Passo 4

Agora, vamos calcular os mols de $ \mathrm{H}_2\mathrm{O} $ produzidos:
H2O
Massa molar do H2O = 2 times 1 , (H) + 16 , (O) = 18 , g/mol
Cada mol de $ \mathrm{H}_2\mathrm{O} $ contém 2 mols de hidrogênio, então temos $ 0,333 \times 2 = 0,666 , \mathrm{mol} $ de H.

Passo 5

Sabemos que a massa total do açúcar é 10 g, então a massa de C e H já calculadas é:
Massa de C = 0,334 , mol times 12 , g/mol = 4,008 , g
Massa de H = 0,666 , mol times 1 , g/mol = 0,666 , g
A massa do oxigênio no açúcar é:
10 , g - 4,008 , g - 0,666 , g = 5,326 , g
Agora, vamos calcular os mols de O:
Massa molar do O = 16 , g/mol
Mols de O = 5,326 , g16 , g/mol approx 0,333 , mol

Passo 6

Agora temos:
C: 0,334 , mol
H: 0,666 , mol
O: 0,333 , mol
Para encontrar a fórmula empírica, dividimos todos os valores pelo menor número de mols, que é aproximadamente 0,333:
C: 0,3340,333 approx 1
H: 0,6660,333 approx 2
O: 0,3330,333 approx 1
Então, a fórmula empírica é $ \mathrm{CH}_2\mathrm{O} $.

Passo 7

Para encontrar a fórmula molecular, precisamos comparar a massa molar da fórmula empírica com a massa molar dada do composto. A massa molar da empírica $ \mathrm{CH}_2\mathrm{O} $ é:
CH2O
A massa molar do composto é 180 g/mol. Então, dividimos a massa molar do composto pela massa molar da empírica:
12 , (C) + 2 times 1 , (H) + 16 , (O) = 30 , g/mol
Isso significa que a fórmula molecular tem 6 vezes a fórmula empírica:
18030 = 6

Resposta

A fórmula empírica do açúcar é $ \mathrm{CH}_2\mathrm{O} $ e a fórmula molecular é $ \mathrm{C}6\mathrm{H}{12}\mathrm{O}_6 $.

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